新星和超新星分別是什麼？參宿四爆炸會引發生物大滅絕嗎？

大家好 我是老肉 今天咱們的話題啊 從3.59億年前的生物大滅絕說起 那麼一說起世界末日呢 總是會引起很多的猜想 假如人類有被滅亡的那一天 可能的原因有哪些呢 眾說紛紜 有人說是小行星撞擊導致氣候變化 有人說是超級病毒感染全人類 還有人說人工智能最終會統治地球等等等等 那麼作為參考呢 地球上曾經發生過的生物滅絕事件 提供了一些線索 咱們可以通過研究這些事件 來知道人類到底面臨著哪些威脅 地球上發生過的最大型的生物滅絕事件 一共有五次 原因基本上都是由特殊事件引起的氣候變化 哪些特殊事件呢 比如超級火山噴發啊 或者是小行星撞擊啊 或者是板塊運動啊等等 這些都是常見的原因 不過在2020年的最新研究當中呢 科學家們發現了一種新的可能性 說2020年8月份的時候 美國科學家布萊恩·菲爾茲教授的研究團隊發表了一篇論文 研究了尼盆紀滅絕事件的成因 滅絕事件發生的時間呢 是距今3.59億年之前 主要是海洋生物遭遇了滅頂之災 說當時有75%的海洋物種都滅絕了 菲爾茲教授研究了地層當中的植物化石 發現了一個奇怪的現象 他發現這些植物的孢子啊 有被紫外線損傷的情況 而且受到這種損傷的孢子 它們的時間跨度長達幾千年之久 這說明什麼問題呢 這說明當時滅絕事件發生的時候 有長達幾千年的時間 地球的臭氧層遭受到了系統性的破壞 那麼一說起臭氧層問題 咱們往往想到綠福廳 也就是常說的福利昂 現在的臭氧層破洞 罪魁禍首就是100年之前 才發明出來的福利昂 但是很明顯啊 尼盆紀時期怎麼可能有福利昂呢 所以呢 還是得再考慮考慮自然界當中 有沒有什麼破壞臭氧層的事 那麼自然界當中有這樣的事嗎 有 超級火山噴發的時候 就會向大氣當中釋放氯化氫 這些氣體也會破壞臭氧層 不過呢 有兩個問題很明顯 一個是火山噴發 它畢竟是一個局部事件 就算再再超級 也不至於在全球範圍內 破壞臭氧層 另外呢 就是持續時間的問題 火山噴發只能是短期事件 噴發結束之後 沒有更多的氯化氫釋放臭氧層的破損 它逐漸的就自己修復了 那麼修復大概需要多久呢 根據估算啊 大約需要10年的時間 也就是說 火山噴發是不可能造成 連續幾千年臭氧層破壞的 這個尼盆紀的情況對不上 好了 既然不是超級火山幹的 那還有什麼可能性呢 還有什麼大事件 可以讓地球的臭氧層 連續失效幾千年呢 作為著名的天體物理學家 菲爾茲教授給出了一個可能性 什麼呢 就是超新星爆發 因為超新星爆發產生的高能粒子 可以持續幾千年 甚至上萬年 它們穿過大氣層的時候 會嚴重的剝離臭氧層 這個推測啊 跟尼盆紀的化石記錄是相吻合的 那麼什麼是超新星爆發呢 地球現在有沒有面臨超新星爆發的威脅呢 除了超新星之外 還有一個新星 新星和超新星是一回事嗎 關於這些問題啊 大家看完今天的節目之後就明白了 首先說一個引力坍縮的概念 什麼是引力坍縮呢 說在萬有引力的作用下 任何天體都有向中心坍縮的趨勢 比方說吧 你站在地球上 也有向地心坍縮的趨勢 也就是咱說的重力 不過呢 地球是一顆緻密的固態行星 物質之間緊密排列 就頂住了引力坍縮 所以你纔不會掉到地心裡去 那麼太陽呢 就不一樣了 太陽是氣態的 外圍的氣體也想坍縮到中心去 為什麼沒有成功呢 這涉及到另外一個因素 就是核聚變 咱們都知道啊 太陽一刻不停的在發生著核聚變反應 地球生命賴以生存的陽光 就是太陽上的核聚變釋放出來的能量 太陽核聚變的威力有多大呢 說每秒鐘啊 就相當於900億顆百萬噸TNT爆炸 正是這些爆炸所產生的向外的壓力 頂住了引力塌縮 而且更妙的是什麼呢 就是一旦太陽的爆炸威力減小了 引力坍縮就佔了上風 它就會把太陽壓得更緊 這樣一來呢 就會引發更強烈的爆炸 更強烈的爆炸 戰勝了引力塌縮之後 太陽反過來又膨脹了 內部壓力減小 核聚變減弱 循環往復 所以說啊 太陽上面的核聚變 是一個絕對完美的受控核聚變 爆炸的威力被控制的剛剛好 所以地球上才產生了 適合孕育生命的相對穩定的溫度 好了 剛才咱描述的是太陽年輕健康時候的狀態 但是呢 萬事萬物它都是變化的 太陽也有變老的時候 現在的太陽是一顆黃矮星 它發生的核聚變是氫核聚變 由氫聚變成氦 通過這個方式來燃燒 不過就算是太陽的體量再大 氫的含量再高 它有燒完的時候 等50億年之後 氫燒完了 太陽也就老了 太陽變老之後會膨脹成一顆紅巨星 有多大呢 說外圍的氣體啊 甚至會膨脹到地球現在的位置 比原來大200倍 雖然從外形上來看 太陽大了很多 不過由氦組成的核心比原來小多了 而且繼續進行核聚變 氦會聚變成什麼呢 氦會聚變成碳和氧 繼續這麼燒著 就這麼又燒了十年 所有的氦都聚變成了碳和氧 太陽的一生也就結束了 最後燒剩下的這個由碳和氧組成的 緻密天體就是白矮星 對了 有一個都市傳說就是打這來的 什麼都市傳說呢 有人說白矮星的核心整個就是一顆 巨大無比的鑽石 這個說法很有問題 雖然鑽石和白矮星從成分上來說 都是碳原子構成的 但是它們的排列完全不挨著 你要說白矮星是鑽石的話 那就相當於說石墨也是鑽石了 這明顯是不對的 總結來說 年輕力壯的太陽是黃矮星 它把青聚變成氦 年老的太陽是紅巨星 它把氦聚變成碳氧 最後所有的能燒的都燒完了之後 剩下的殘渣就是白矮星 那麼問題來了 宇宙當中有那麼多的恆星 最終所有的恆星都跟太陽一樣 以白矮星收場嗎 哎 在1939年之前啊 天文學家們還真是這麼認為的 直到後來有一位天才提出了他的理論 這位天才呢 就是1983年諾貝爾物理學獎獲得者 天體物理學家錢德拉塞卡 老錢在印度出生 在印度上完了大學 20歲的時候 他被英國劍橋大學三一學院錄取 由印度政府出錢送他去劍橋讀書 老錢關於白矮星的研究 就是在劍橋讀博的時候搞的 在這兒有一個物理學的概念 需要先鋪墊一下 就是電子減併壓力 說恆星一路坍縮成了白矮星 已經沒有核聚變反應了 那白矮星為什麼不繼續坍縮了呢 這是因為啊 它太致命了 要是再坍縮的話 電子都沒地方去了 所以才穩定下來 這個力就是電子減併壓力 不過根據老錢的計算呢 如果白矮星的質量足夠大 超過1.44倍太陽質量的話 電子減併壓力也頂不住引力坍縮 白矮星還得繼續縮 剛才說了電子都沒地方去了 還怎麼說呢 哎 這個時候啊 電子會被壓進原子核裡面 跟質子結合成中子 也就是說質量很大的恆星 死後就不是白矮星了 它會變成一顆中子星 作為一個臨界點呢 1.44倍太陽質量這個數 就是天體物理學當中 非常重要的錢德拉塞卡極限 好了 有了老錢的理論作為基礎 咱們就可以解釋什麼是新星 什麼是超新星了 首先說新星和超新星這倆命名 其實它是錯誤的 什麼意思呢 拿新星來說吧 說古人觀察星空的時候 有一天發現 哎 怎麼那多了一顆 以前沒有啊 所以就認為是新產生了一顆星星 就叫它新星了 那麼實際上是這麼回事嗎 當然不是 其實所謂的新星啊 它一直都在那 為什麼之前沒發現它呢 是因為它是一顆白矮星 白矮星咱介紹過了 跟太陽差不多的恆星燒完之後 會變成白矮星 既然已經熄滅了 所以就特別的暗 很難看見它 那麼後來怎麼又亮了呢 哎 這種情況出現在雙星系統裡面 也就是說 這顆白矮星附近 還有一顆沒燒完的恆星 作為它的半星 因為離得比較近呢 白矮星的引力 偶爾可以把半星的燃料給吸過來 我不知道當年金庸寫吸星大法的時候 有沒有參考白矮星啊 人家白矮星纔是貨真價實的吸星啊 是吧 那麼被吸過來的燃料 就在白矮星的表面 發生了核聚變 所以本來已經熄火的白矮星 哎 它又亮了 從地球上來看呢 就以為出現了一顆星星 當然了 吸過來的那點燃料也沒多少 很快就燒沒了 所以啊 星星出現之後 基本上在1到3個月之內 就會消失 從這個角度來說 中國古代的青天劍啊 也就是天文臺 人家取的名字就合理多了 叫什麼呢 叫剋星 做客的客 來了又走的意思 很貼切 你像是超新星啊 新星啊 彗星啊 這些都是客星 好了 說完了新星 該說超新星了 多了一個超字 就說明超新星 它比新星要亮多了 那麼實際上呢 除了亮度更亮之外 超新星產生的原理 跟新星也完全不是一回事 超新星啊 大體上可以分為兩種 咱先說第一種 第一種是從白矮星來的 說白矮星祭出吸星大法 從半星那兒偷內力 自己的內力越來越強 也就是說質量越來越大 這件事啊 跟煉功走火入魔一樣 質量大到一定程度 也會出事 什麼程度呢 就是剛才咱說的 錢德拉塞卡極限 老錢說了 說你白矮星吸人家內力 要是吸的太多 到了1.44倍太陽內力 就會走火入魔 走火入魔什麼表現呢 一種可能是坍縮成中子星 不過更常見的 就直接原地爆炸 會被湮滅了 你想啊 這爆炸產生的亮度 肯定比星星吸燃料亮多了 所以啊 就叫超新星爆發 那麼除了白矮星吸內力 走火入魔這種情況之外呢 還有一種超新星爆炸 更加的簡單粗暴 更加的蕩氣迴腸 什麼情況呢 比如說有顆恆星 它質量很大 達到了9倍太陽質量 那它坍縮的時候 因為引力太大 就不會停留在白矮星階段了 它會直接突破錢德拉塞卡極限 發生超新星爆發 爆發之後呢 會留下一顆中子星 因為角動量守恆的關係 這些中子星轉得非常快 目前發現最快的 每秒鐘達到了716轉 咱經常說的脈衝星 就是這些快速旋轉的中子星 那麼這種超新星爆發 一定會留下中子星嗎 也不一定 剛才咱說的是 爆炸之前的恆星 大於9倍太陽質量的情況 如果有一顆恆星質量更大 超過了20倍太陽質量的話 那它超新星爆發 就不會留下中子星 會形成一個黑洞 另外呢 從理論上來說 如果恆星的質量 超過了50倍太陽質量的話 它甚至會跳過超新星爆發 直接探索成黑洞 去年7月份的時候 寶瓶座的一顆藍巨星 就神祕消失了 並沒有觀測到超新星爆發 有可能就是這種情況 好了 說完了超新星爆發是怎麼回事 該說說它對咱們的影響了 因為就在離地球不遠的地方 有一顆紅巨星 可能就快要爆了 這顆紅巨星呢 就是獵戶座的深宿四 說它快要爆了 也是相對於恆星的生命週期來說的 根據天文學家的計算呢 說它在10萬年之內 隨時都有可能爆炸 隨時都有可能這個說法 太有殺傷力了 所以深宿四一直都是天文學家們的 重點關注對象 2019年10月份的時候 深宿四的亮度 突然開始明顯變暗 很像是要發生超新星爆發的感覺 立刻就引發了一波轟動 當時全球最好的天文望遠鏡 你像是哈勃太空望遠鏡 聖大望遠鏡 反正條件好的那些 都對準了深宿四 生怕錯過任何一個細節 世界各地的天文愛好者呢 也都摩拳擦掌的 把自家的炮口對準了獵戶座 等著看好戲 可以說從專業的天文學家 到民間的業餘愛好者們 大家對於深宿四要爆發這件事 都是非常期待的 那麼與此同時呢 都市傳說這邊也沒閒著 很快就有新謠言出現在了網絡上 還是老套路 仍然是語不驚人死不休那種 有人說深宿四爆發的話 會導致全球電子產品癱瘓 整個社會陷入混亂 有人說深宿四爆發之後 能達到太陽的亮度 晚上就跟白天似的 導致包括人類在內的 所有動物的生物中發生紊亂 還有更厲害的 說宇宙射線會直接損害人類的身體 讓人類受到過量輻射 人類有就此滅絕的風險等等等等 一邊是科學家們等著看好戲 一邊是網絡留言 忙著嚇唬人 真有那麼可怕嗎 顯然沒有 有觀眾要說了 說你開頭不就說了嗎 超行星爆發導致了生物大滅絕 怎麼現在又說不可怕了呢 哎 這裡啊 咱們還得考慮到一個距離的問題 根據科學家們的計算 3.59億年前的那次超行星爆發 距離地球大約是65光年 那麼深宿四離地球有多遠呢 大約是700光年 一下子多出去十倍 在這個距離上 除了深宿四會突然變亮之外 咱們是感覺不到其他變化的 那麼深宿四的亮度會變化多少呢 這一點科學家們也能估算出來 根據計算呢 到時候它的亮度會跟月亮差不多 所以說到晚上變亮肯定是會變亮的 但是還不至於說跟白天似的 到了影響睡眠的程度 而且呢 爆發完了之後 它的亮度就會開始下降 可能幾個月之後 你就再也見不著深宿四了 當然了 最最遺憾的事還是深宿四啊 它沒爆 從2020年2月份開始 這傢伙的亮度又回升了 跟以前一樣了 這讓天文愛好者們大失所望 科學家們呢 就不能光顧著失望了 他們得分析各大望遠鏡的數據 找原因纔行 以目前的分析來說 最有可能的是深宿四 噴發出了大量物質 這些物質冷卻之後 形成了塵埃雲 遮擋了光線 這才造成了它要爆發的假象 好了 這期視頻發布的時候 應該是牛年的大年初一 所以我在這兒 給所有的觀眾朋友們拜個年 祝大家牛年大吉 如果剛好深宿四在今天爆了的話 就當我給大家放了個禮花吧